Введение

Одной из задач, которые приходится решать при разработке, монтаже и наладке автоматических систем регулирования (АСР), является прогнозирование поведения АСР в реальных условиях работы: как нормальных, так и аварийных. Качественное прогнозирование работы АСР позволяет выбрать оптимальную по структуре и составу элементов систему, удовлетворяя в то же время основным требованиям к качеству управления.

Проектирование системы автоматического управления состоит из нескольких этапов. Первый заключается в разработке модели объекта управления, функциональной схемы АСР, в выборе элементов и заданию связей между ними. Затем устанавливают законы регулирования и определяют параметры регуляторов. На заключительном этапе проводится анализ статических и динамических характеристик системы.

Последняя задача является весьма трудоемкой, однако только в результате ее решения можно будет с достаточной уверенностью оценить систему. Одним из известных методов необходимо рассчитать реакции системы на изменение задания на входе и на возмущения различных видов. При расчете может выясниться, что динамические или статические характеристики не удовлетворяют проектанта. Требуется изменить параметры регуляторов, законы регулирования, иногда саму структуру системы. После соответствующих преобразований расчет приходится повторить заново.

Отметим, что большинство способов анализа переходных процессов имеет ряд существенных недостатков. Графические способы недостаточно точны, громоздки и применимы для сравнительно простых систем. Аналитические (решение системы дифференциальных уравнений, применение теоремы разложения) - требуют большого объема вычислений и также используются для систем не выше третьего порядка. Кроме того, упомянутые способы чаще всего применяют для анализа поведения объекта в небольшом диапазоне изменения входных воздействий, что не всегда соответствует реальным условиям работы, особенно в аварийных режимах.

Математическое моделирование свободно от этих недостатков и позволяет быстро и точно предсказать поведение системы, как в статике, так и в динамике.

В данной работе приводится описание моделей объектов и систем регулирования, примеры расчета датчиков и регуляторов, схемы и результаты моделирования в графической форме. Работая в диалоговом режиме, оператор дает описание системы, указывая тип каждого звена, его параметры, связи с другими звеньями. Исходным материалом является структурная схема исследуемой системы с конкретными числовыми значениями параметров всех элементов. Структура произвольна по числу звеньев и связям между ними.

Использование программ моделирования позволяет автоматизировать один из трудоемких этапов курсового и дипломного проектирования.